最近一段时间,有关韩国研究团队已经研究出常温、常压的招导体材料引起了全球的巨大关注。
而大家对这个事情之所以非常关心,因为超导体材料对人类来说太重要了,如果真的能够研究出常温常压下的超导体材料,那我们很多行业,很多产品都可能被颠覆,说不定第4次工业革命会提前到来。
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至于韩国这项研究是否具有可行性,目前全球很多实验室都正在研究当中,而且有部分实验室已经出了结果,不过从一些已经出结果的实验室来看,他们并没有能够成功复制超导现象。
尽管如此,国内有很多网友已经彻底兴奋了。
有些人在盛赞超导材料的同时,还不忘给我国的特高压输电技术踩一脚。
这两天时间有一些不良自媒体就在网上发表文章,文章提到,如果韩国的招导材料复现成功,这意味着未来它会大范围的应用在电力系统,到时我国耗费大量的时间和精力建立起来的特高压输电网将会报废。
为什么会有人这么认为呢?
这里面主要是如果超导材料研发成功并应用在电力输送过程当中,确实会起到很大的颠覆作用。
超导材料最大的两个特点是零电阻,以及抗磁性。
利用超导材料的零电阻特性,如果将超导材料应用在电力输送过程当中,这意味着电力输送损耗会非常小,可以控制在0.5%以内。
而目前常见的电力输送材料,主要以铜或者铝为主,这些材料的电阻比较大,所以对应的电力损耗非常多,正常情况下电力损耗会达到10%~15%之间,距离越长损耗越大。
而我国能源分布不均匀,有很多电力都需要从北方和西部运往东部地区,距离非常长,对于这种长距离输电,如果采用常规的方式去输电,其损耗甚至有可能达到20%以上。
大家不要小看这个比例,按照我国目前的每年发电量来看,每年消耗在运输路上的电力可不是一笔小数目。
根据中国电力企业联合会发布的2022年电力行业基本数据显示,2022年我国全口径发电量达到86939亿千瓦时,如果按照按照平均10%的损耗来计算,这意味着每年浪费在输送上的电力可能就高达8600亿千瓦时左右。
这个损耗的电量比我国用电量最大的省份广东省还要多(2022年广东全社会用电量7870.34亿千瓦时)。
也正因为输电过程产生的耗电非常大,所以一直以来全球一直都在寻找各种技术来降低电力输送的损耗,其中有一种最主要的方式就是特高压输电。
按照电压的不同,目前输电可以分为高压、超高压和特高压。
按照国际标准,高压(HV)通常指35~220千伏的电压;超高压(EHV)通常 指330千伏及以上、1000千伏以下的电压;特高压(UHV)指1000千伏及以上的电压。
不过在我国,特高压电网是指1000千伏交流和±800千伏直流输电网络。
特高压电网输电有很多优势,一是可以满足长距离大功率输电力;另一方面可以大幅降低电力输送的损耗。
目前我国特高压输电线的损耗率是比较低的,根据距离不同,损耗率大约在2%~7%之间。
比如根据国家能源局在2018年公布的一项数据显示,从甘肃酒泉到湖南湘潭的800千伏特高压直流工程输电损耗率为6.5%,从定东到浙江绍兴的800千伏特高压直流工程输电损耗率为6.5%,这个损耗率要比普通输电方式低一倍以上,这大幅降低了我国远距离输电成本。
也正因为特高压输电很多优势,所以最近几年我国已经建立起了全球最长的特高压输电线路,截至2022年底,我国特高压工程累计线路长度已经达到4.46万公里左右。
而且我国的特高压输电技术不仅长度位于全球第一,核心技术同样是位居全球第一,特高压也是成为我国最具核心竞争力的技术之一。
截至目前,我国特高压设备专利申请量已经超过3.2万项,占全球比重超过41%。
也正因为拥有核心技术,所以目前我国的特高压线路建设国产率非常高,国内三大特高压实验工程所用设备几乎全部由国内企业提供,工程国产化率达到约95%,设备国产化率达到约91%。
但对于中国走在世界前列的这项工程,现在具被一些人泼冷水了,原因是因为韩国人发出了一个没有得到验证的超导材料。
很多人都认为,如果常温常压下的超导材料能够量产,到时就可以应用在电力输送当中,到时即便不用建立特高压,而是使用常规的手段输送电力就可以大幅降低电力损耗,到时我国花费巨额资金建立起的特高压输电网就会报废了。
但事实果真如此吗?其实这不过是有些人为了博取眼球而妄下结论而已。
首先、超导材料是否研发成功一切是未知数。
这次韩国研究团队发现超导体也只是一个意外,而且目前有些实验室重复实验并没有得到超导体。
根据国内一些权威专家的预测,韩国研究团队这次发现的超导体大概率是假超导,比如8月1日,中国东南大学孙悦教授已经公布了最新实验结果,他们按照论文上的步骤和数据进行重复实验,得出的材料并没有发生超导现象,只是有一些弱抗磁。
从实验结果来看,不排除韩国这项超导研究的结果有可能像今年3月份美国团队所发现的那样,雷声大雨点小,8月2日韩国研发团队已经表示论文存在缺陷,正在申请撤稿。
其实超导材料并没有大家想象那么简单,从人类发现超导现象到现在已经过去100多年了,人类一直在拼命的寻找常温常压在的超导,但始终没法攻破,难道韩国科学家那么幸运?
其次、就算超导材料研发成功,也不影响我国特高压输电网的运行。
一个新材料的发现,从发明到大范围的应用都需要很长的时间,而且目前超导研究还处于实验室阶段,距离实际应用还有很长的路要走。
就算未来超导材料真的研究成功了,而且成功量产了,其实对我国的特高压输电网也不会有影响。
在选择用什么材料输电的时候不仅要考虑它的效率,还要考虑成本。
作为一种新材料,即便未来超导体材料量产了,我估计它的成本肯定不会很低,大家可以去看一下超导材料的制备过程就知道。
把成本计算在内,利用超导材料输电虽然可以降低损耗,但它的建设成本有可能比常规材料高出很多,把这个成本计算在内之后,综合成本有可能要比特高压输电高出很多。
所以综合考虑成本因素之后,最终我相信各大输电公司仍然更倾向使用传统的特高输电,毕竟可以多赚钱。
从整体来说,即便超导材料真的研发成功了,对我国的特高压电网也不会有什么影响,至少未来30年之内都不会有什么影响。